KR0130603B1 - 경량, 투수성 보도블럭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량, 투수성 보도블럭에 관한 것이다.

본 발명은 높은 투수성과 내동해성, 그리고 경량성을 가지되, 생산단가가 저렴하며 작업환경이 양호한 경량, 투수성 보도블럭을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 보도블럭은 입경 10mm 이내인 SiO₂함유 연소재 응고물 60-90중량%, 폐유리 5-20중량%, 물유리 5-20중량%로 구성되며 1,100-1,200℃의 온도에서 소성된 기층부와, 입경 3mm 이내인 도석 또는 점토 재질과 폐유리 또는 물유리로 구성되는 표층부로 구성되는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 제조방법은 위의 기층부와 표층부를 순차적으로 금형에 넣고 1,100-1,200℃의 온도에서 소성시켜 기층부를 구성하는 입자를 부분용융시키는 것을 특징으로 한다.

Description

경량, 투수성 보도블럭

본 발명은 경량, 투수성 보도블럭에 관한 것으로, 특히 플라이 애쉬 등과 길이 SiO₂를 함유한 고온 연소재 및 폐유리 등을 주원료로 한 경량, 투수성 보도블럭에 관한 것이다.

종래의 보도블럭은 일반 벽돌과 같이 물을 통과시키지 아니하는 것이 주종을 이루었으나, 여기에 투수성을 부여한 기술로는 한국 특허공고 제91-1935호에 개시된 바와 같은 다공질 도자기 재료를 주원료로한 투수성 벽돌이 있다.

이 기술은 도자기 재료의 각 입자를 프릿 등의 유리질 재료 혹은 석회, 산화아연, 탄산바륨, 장석 등의 용융제로 전체면을 피복하여 각 입자끼리를 결합시킨 기층으로 이루어진다.

그러나 비중이 높아 운반 및 시공이 불편하고, 표면층의 주원료인 도자기 재료와 기층의 주원료인 기와등의 파쇄물이 구하기 어렵다는 점과, 비교적 제조원가가 높다는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 기술로는 본 발명자에 의하여 발명된 한국 특허출원 제94-11451호가 있다.

이 기술은 플라이 애쉬를 수산화나트륨 용액으로 성형시킨 성형물을 약 800℃ 정도의 온도로 소성시켜 응고시킨 응고물을 기층부의 입자로 사용하고, 바인더로 폐유리를 사용하여 약 1,160℃의 온도로 2차 소성시켜 보도블록을 제조하는 기술이다.

그러나 이 기술은 플라이 애쉬를 효과적으로 재활용할 수 있고, 얻어진 제품이 높은 투수성과 내동해성을 가질 뿐만 아니라, 경량성도 함께 가지게 되므로 상기한 종래의 기술에 대한 문제점을 해결하였으나 부원료로 사용되는 수산화나트륨의 가격이 비교적 고가이므로 생산단가가 상승하게되고, 또한 강알칼리인 수산화나트륨을 사용하여야 하므로 작업환경이 열악하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 투수성과 내동해성, 그리고 경량성을 가지되, 생산단가가 저렴하며 작업환경이 양호한 경량, 투수성 보도블럭을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 플라이 애쉬 등 SiO₂함유 고온 연소재를 주원료로 사용하되, 바인더로 물유리 및 폐유리를 사용하게 되면 작업환경이 양호하고 제조원가가 저렴한 내동해성, 경량성, 투수성 보도블럭이 얻어짐을 밝혀 내게 되었다.

즉, 본 발명의 보도블럭은 입경 10mm 이내인 연소재 응고물 60-90중량%, 폐유리 5-20중량%, 물유리 5-20중량%로 구성된 기층부와, 입경 3mm 이내인 도석 또는 점토 재질과 적절한 안료 및 물유리로 구성되는 표층부로 구성되는 것을 특징으로 하며, 또한 본발명의 제조방법은 이들을 순서대로 금형에 넣고 프레스한 후 1,100-1,200℃의 온도에서 소성시켜 제조하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 기층부의 주원료인 연소재는 플라이애쉬, 소각잔재 등으로서, 플라이 애쉬(Fly Ash)는 석탄이 연소된 후에 발생되는 폐기물이며, 소각잔재는 제지과정에서 발생하는 폐슬러지를 소각후 잔류하는 폐기물로서 통상 미세한 상태이므로 이를 매립 처리할 경우 매립된 땅의 지반이 약화되고 또한 매립된 연소재가 지반의 압력으로 밀려나와 분진이 발생되어 장기간에 걸쳐 토지가 황폐화되므로 이의 재활용은 세계적인 관심사라 할 수 있다.

본 발명에서는 연소재 60-90중량%, 폐유리 10-40중량%로 혼합후 압출성형한 것을 1,100-1,200℃의 온도로 소성하여 응고시킨 것을 기층부의 주원료로 사용한다.

기층부 입자의 직경은 10mm 이내, 보다 바람직하게는 0.5-5mm정도가 적합하므로 상기 방법에 의해 제조된 응고물을 파쇄한 다음 적절한 크기의 것을 선별하여 사용할 수도 있으나, 생산성을 고려한다면 지름 3-5mm 내외인 선상의 압출물을 절단하여 구상의 입자로 만든 후 소성한 것을 사용함이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 폐유리는 TV브라운관용 유리 제조업체에서 발생되는 연마세척수를 폐수처리한 오니(슬러니)를 건조시켜 직경 1mm 이하로 분쇄시킨 것이다. 이러한 무기성 폐수처리오니 또한 현재로는 재활용되지 아니하고 전량 폐기처분되고 있는 실정이며, 이를 폐기할 경우에도 또한 환경을 오염시키는 문제점이 발생한다.

본 발명의 기층부는 위와 같은 연소재의 응고물과 폐유리 및 물유리로서 구성된다. 연소재 응고물, 폐유리와 물유리의 적절한 사용비율은 무게비로 60-90 : 5-20 : 5-20이며 이들은 혼합하여 프레스 형성한다.

본 발명의 표층부의 원료는 도석 또는 점토의 분쇄물에 원하는 색상의 무기안료와 소량의 물을 가하여 최대직경이 3mm이내인 구상의 입자로 성형하여 1,100-1,200℃에서 소성한 것이다.

밝은 색상의 발현을 위해서는 점토에 철분이 함유되지 아니한 것을 사용함이 바람직하다. 위의 색상입자에 물유리와 전분 또는 밀가루를 70-90 : 5-20 : 5-10 비율로 혼합하여 프레스 성형한다.

위와 같이 제조된 기층부와 표층부를 약 5 : 1의 비율로 순차적으로 금형에 넣고 프레스 성형기로 압축성형함으로써 표층부와 기층부로 이루어진 성형체가 얻어진다.

이렇게 얻어진 성형체를 건조시킨 다음 소성로에서 1,100-1,200℃의 온도로 약 3시간 동안 소성시키게 되면 폐유리 및 물유리가 일부 용융하며 기층부의 연소재 응고물 입자를 강하게 결합시키며 또한 표층부와 기층부를 결합시키게 된다. 또한 폐유리 및 물유리의 부분용융 및 재결정에 의하여 결합된 입자들 사이에는 연속적인 공극이 형성됨으로써 성형체는 높은 투수성을 가지게 된다.

적절한 표층부의 두께는 5-10mm 이고, 기층부의 두께는 50-55mm 이다.

상기 기층부에는 폐적벽돌 분쇄물을 연소재의 사용량 보다 적은 범위내서 첨가할 수도 있다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

플라이 애쉬 1600g과 폐유리 400g을 혼합한 혼합물에 물 500cc를 넣고 혼련후 진공압출하여 지름 15mm, 길이 30mm 크기의 성형품을 만들고 1,170℃에서 소성한 것을 분쇄하여 0.5-3mm 내외의 파쇄물을 만들었다.

위 파쇄물중 1500g을 취하여 폐유리 150g과 물유리 150g을 혼합후 교반 숙성하여 기충부의 원료로 준비하였다.

한편 30메쉬 이하의 도석분 97g과 점토 97g에 무기안료 6g을 혼합한 것에 물 50cc를 넣고 혼련후 진공압출하여 지름 15mm, 길이 30mm 크기의 성형품을 만들고 1,170℃에서 소성한 것을 분쇄, 0.5-2mm 내외의 파쇄물을 만들었다. 위 파쇄물 중 150g을 취하여 물유리 15g과 전분 10g을 혼합후 교반 숙성하여 표층부 원료로 준비하였다.

위의 기층부 원료를 먼저 블럭 형태의 금형에 넣은 후 그 위에 표층부 원료를 넣고 프레스로 가압하여 압축성형한 것을 70℃에서 24시간 건조시킨다음 소성로에 투입하여 1,160℃의 온도로 2시간 동안 소성하여 200mm×100mm×60mm의 투수성 보도블럭을 제조하였다.

[실시예 2]

제지공장에서 발생되는 폐슬러지가 소각로에서 연소된 후 잔류하는 재(연소재) 1600g과 폐유리 400g을 혼합후 조립기(造粒機: 입자 만드는 기계)에 투입하고 회전시키며 물 1,300cc와 2% C.M.C수용액 70cc를 첨가하여 지름 1-4mm의 구형체를 만들고 1,170℃에서 소성하였다. 위 과립 중 1,500g을 취하여 폐유리 150g과 물유리 150g을 혼합후 교반 숙성하여 기층부의 원료로 준비하였 다.

한편 30메쉬 이하의 도석분 97g과 점토 97g에 무기안료 6g을 혼합후 조립기에 투입하고 회전시키며 물 30cc를 첨가하여 지름 1-3mm의 구형체를 만들고 1,170℃에서 소성하였다. 위 과립 중 150g을 취하여 물유리 15g과 전분 10g을 혼합후 교반 숙성하여 표층부의 원료로 준비하였다.

이하 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 3]

실시예 2의 연소재 1600g과 폐유리 400g에 물 100cc를 가한 후 100mm×100mm×10mm 크기의 금형에 나누어 넣고 가압하여 압축성형한 것을 소성로에 투입하여 1,170℃에서 소성하였다.

위 소성물을 분쇄, 0.5-3mm의 파쇄물로 만든 후 1,500g을 취하여 폐유리 150g과 물유리 150g을 혼합하여 교반 숙성, 기층부의 원료로 준비하였다.

한편 30메쉬 이하의 도석분 97g, 점토 97g, 무기안료 6g과 물 10cc를 가한후 위의 금형에 넣고 압축성형한 것을 1,170℃에서 소성한 다음 0.5-2mm의 파쇄물로 만든후 150g을 취하여 물유리 150g과 전분 10g을 혼합후 교반숙성하여 표층부의 원료로 준비하였다.

이하 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일하게 시행하되 투입되는 플라이 애쉬 대신 제지과정에서 발생하는 폐슬러지 연소재를 사용하였다.

[실시예 5]

실시예 3과 동일하게 시행하되 투입되는 연소재 대신 플라이 애쉬를 사용하였다.

[실시예 6]

실시예 1과 동일하게 시행하되 기층부 원료에 플라이 애쉬등 파쇄물 1,000g과 폐적벽돌 입자 800g을 사용하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일하게 시행하되, 기층부를 폐도자기 분쇄입자로 대체하였다.

[비교예 2]

실시예 1과 동일하게 시행하되, 소성온도를 1,050℃로 변경시켰다.

이상의 실시예에 의하여 얻어진 보도블럭의 물성 평가 비교는 다음의 표 1과 같다.

25℃의 물속에 10시간 담근 후에 즉시 -10℃의 항온조에 넣고 10시간 방치한 다음 꺼내어 25℃의 물로 30분간 녹이는 것을 1싸이클로 하여 500회 이상 견디는 것은 양호, 400-499회 정도로 견디는 것은 보통, 그 이하는 불량으로 판정함.

Claims (3)

1. 입경 10mm 이내인 SiO₂함유 연소재 응고물 60-90중량%, 폐유리 5-20중량%, 물유리 5-20중량%로 구성되며 1,100-1,200℃의 온도에서 소성된 기층부와, 입경 3mm 이내인 도석 또는 점토 재질과 폐유리 또는 물유리로 구성되는 표층부로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량, 투수성 보도블럭.
2. 제1항 기재의 기층부와 표층부를 순차적으로 금형에 넣고 1,100-1,200℃의 온도에서 소성시켜 기층부를 구성하는 입자를 부분용융시키는 것을 특징으로 하는 경량, 투수성 보도블럭의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, SiO₂함유 연소물이 플라이 애쉬 또는 제지 과정에서 발생하는 폐슬러지의 소각 폐기물인 것을 특징으로 하는 경량, 투수성 보도블럭의 제조방법.